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五次函数拐点求解的疑问

五次函数拐点求解的疑问

嗨,我来帮你把这个问题掰扯明白哈!

首先得明确拐点的核心定义:拐点是函数凹凸性发生变化的点,换句话说,二阶导数在这个点的两侧必须要改变符号——从正变负,或者从负变正。而二阶导数等于0只是拐点的一个必要条件,不是充分条件哦,满足$f''(x)=0$的点不一定都是拐点,还得看两侧的符号变化。

咱们来具体分析你的例子:

  • 你的函数是 $ y = x{5}-5x{4}+15x+4 $,二阶导数算得没错:$ f''(x)=20x3-60x2 = 20x^2(x - 3) $,解这个方程得到x=0和x=3。
  • 先看x=0:取x略小于0的数,比如x=-0.1,代入二阶导数得 $ f''(-0.1)=20*(-0.1)^2*(-0.1-3)=-0.62 $,是负数;再取x略大于0的数,比如x=0.1,$ f''(0.1)=20*(0.1)^2*(0.1-3)=-0.58 $,还是负数。这说明在x=0的左右两边,二阶导数的符号都是负的,函数的凹凸性根本没变化(都是上凸状态),所以它不符合拐点的要求。
  • 再看x=3:取x=2.9(略小于3),$ f''(2.9)=20*(2.9)^2*(2.9-3)=-16.82 $,负数;取x=3.1(略大于3),$ f''(3.1)=20*(3.1)^2*(3.1-3)=19.22 $,正数。这里二阶导数从负变正,函数的凹凸性从上凸变成了下凸,完全符合拐点的定义,所以x=3才是真正的拐点。

简单来说,你没漏掉什么复杂规则,就是得记住:二阶导数为0只是敲门砖,最终要看这个点能不能让函数的凹凸性“转弯”,没转弯的话,就算二阶导数为0也不是拐点~

备注:内容来源于stack exchange,提问作者Yash Ganeshgudi

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